Биологические науки /6. Микробиология.

Леонтьевская Е. А., Хуснетдинова К.А., к.б.н. Добровольская Т.Г.

Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Россия

Состав бактериальных сообществ в пойменном агроценозе: культурные и сорные растения, почва.

Целью настоящей работы было изучение и сравнение численности и структуры бактериальных сообществ в вертикально - ярусном ряду агроценоза. Образцы почв и растений были отобраны летом 2010 года. Исследования проводились в Солнечногорском районе Московской области, на территории Учебно-опытного почвенно-экологического центра МГУ им. М.В.Ломоносова «Чашниково».

Анализировались надземные и подземные органы картофеля и сорных растений, а также пахотные горизонты почв. Для предварительной десорбции микроорганизмов использовали прибор Вортекс. Посев проводили из разных разведений на глюкозо-пептонно-дрожжевую среду в пятикратной повторности. Чашки с засеянными средами инкубировали в течение 7-10 суток при комнатной температуре. После подсчета общего числа колоний и предварительной микроскопии выделяли в чистую культуру представителей разных типов бактерий. Определение выделенных бактерий проводили, используя определитель бактерий Берджи, «Методы оценки бактериального разнообразия почв и идентификации почвенных бактерий» (2003г.) а так же диагностические системы для идентификации энтеробактерий.

В филлосфере и ризосфере картофеля и сорных растений количество эпифитных бактерий колебалось от 10⁹до 10¹⁰КОЕ/г. Высокие показатели численности бактерий на растениях можно объяснить сочетанием аномальной жары в июле с проводимым поливом картофельного поля. В почве количество бактерий было на 3-4 порядка ниже, чем в филлосфере и ризосфере (табл. 1)

Название субстрата	КОЕ/ г
Картофель
Цветы	10*10^8
Листья	3,3*10^10
Корни	1,8*10^9
Клубни	5,2*10^8
Сорняки
Листья одуванчика	15*10^10
Смесь сорняков (листья)	6*10^10
Корни одуванчика	8,6*10^10
Корни пырея	1,6*10^10
Почва	4,8*10^6

Табл. 1 Численность бактерий на культурных, сорных растениях и в почве.

В почве картофельного поля были обнаружены представители только двух родов - типичных почвенных форм - Bacillus и Streptomyces. Доминирование этих бактерий, устойчивых к высушиванию, свидетельствует о влиянии аномальной жары в июле.

Сочетание аномальной жары и искусственного полива растений сказались не только на численности эпифитных бактериальных сообществ, но и на их таксономической структуре. Это проявилось в низком разнообразии и монодоминантной структуре сообществ. На поверхности цветов картофеля доминировали бактерии рода Aquaspirillum, на листьях картофеля – Erwinia. На корнях и клубнях картофеля в качестве монодоминантов были выявлены типичные для ризосферы целлюлозоразрушающие бактерии рода Cytophaga.

На листьях сорняков были выявлены другие доминанты, чем на картофеле. Бактерии рода Micrococcus составили 40% в бактериальном сообществ одуванчика и 60% - в филлосфере других сорняков (смесь разных видов). В качестве субдоминантов выделялись представители порядка Myxococcales - типичные обитатели эпифитных комплексов луговых растений, устойчивые к высушиванию. Отсутствие спирилл на листьях сорняков, доминирующих на картофеле, свидетельствует о более низкой влажности на поверхности сорных растений в связи с тем, что образцы сорных растений отбирались по краю поля, где влияние орошения было меньшим.

На корнях одуванчика и других сорняков в качестве доминантов выделялись как типичные для ризосферы целлюлозоразрушающие бактерии (представители порядка Myxococcales и рода Cytophaga), так и, характерный для почв, Arthrobacter.

Коллекция бактерий, выделенных из филлосферы и ризосферы картофеля, сорняков и почвы (40 штаммов) была проверена на антагонизм по отношению к трём видам фитопатогенных бактерий: Clavibacter michiganensis, Rathayibacter tritici, Pseudomonas syringae. Среди выделенных культур бактерий 20 % проявили антагонистические свойства по отношению ко всем 3 видам фитопотагенных бактерий, взятым в опыт. Зоны ингибирования роста составляли 2-7 мм.

Выводы:

1. Выявлена чрезвычайно высокая численность бактерий в филлосфере и ризосфере картофеля и сорных растений, достигающая 10¹⁰КОЕ/г, что связано с влиянием постоянного полива картофельного поля при аномальной жаре лета 2010 года.

2. Установлено, что для бактериальных сообществ надземных и подземных органов исследуемых растений характерна монодоминантная структура, что типично для сообществ, находящихся в экстремальных условиях. Показаны чёткие различия в составе доминантов бактериальных сообществ филлосферы и ризосферы картофеля, сорных растений и почвы.

3. Среди бактериальных культур, выделенных из различных субстратов картофельного поля, были обнаружены антагонисты ко всем трём исследованным видам фитопатогенных бактерий. Доля бактерий-антагонистов составила около 20% от всех проверенных штаммов бактерий.